CN1587242A - 乙苯催化脱氢生产苯乙烯的改进方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乙苯催化脱氢生产苯乙烯的改进方法，其特征在于，水蒸汽在第一阶段通过换热器来加热反应流出物，并在第二阶段分为两股，其主体水蒸汽于第一脱氢反应器的入口处同乙苯混合，水蒸汽与乙苯的质量比为0.6～1.4∶1，另一股补充水蒸汽于第二脱氢反应器的入口处同第一脱氢反应器出口物料混合，反应系统总的水蒸汽与乙苯的质量比为1.2～1.8∶1。与现有技术相比，本发明最大的优点在于：降低了反应系统的压降和减少了设备投资。

Description

乙苯催化脱氢生产苯乙烯的改进方法
技术领域
本发明涉及一种在蒸汽存在下将乙苯催化脱氢生产苯乙烯的方法。
背景技术
苯乙烯被广泛用作生产多种树脂、塑料和高弹体的原料，其应用范围之广主要归因于苯乙烯易于聚合(例如生成聚苯乙烯)或进行共聚(例如与丁二烯共聚来生产橡胶)的适应性。
文献CN1006061B(申请号：87102929)中公开了一种苯乙烯生产工艺方法，其脱氢作用在一套包括三个串联的固定床脱氢反应器中进行，在反应器之间安置一个或多个换热器。在换热器中，反应物料与高温蒸汽发生热交换而被加热，高温蒸汽在第一阶段用来加热反应流出物，在第二阶段于第一脱氢反应器入口处同乙苯混合，三段负压绝热反应中间换热工艺的乙苯转化率约为70～78％，选择性可大于94％。该工艺方法采用多个换热设备和加热炉，设备投资大，另外也造成系统压降增大，影响反应性能。
发明内容
本发明针对现有技术(专利文献CN1006061B所报道的技术)中存在的设备投资大及系统压降大的缺陷提出如下技术方案：
技术方案：
本发明所说的乙苯催化脱氢生产苯乙烯的方法，其采用多段复合换热反应工艺，脱氢作用在一套包括至少三个串联的脱氢反应器中进行，每个反应器前安置一个换热装置，反应物料与高温水蒸汽经直接或间接换热后进入反应器，反应物料在各脱氢反应器入口处被加热到550～650℃，第一反应器内的绝对压力平均值为0.05～0.10Mpa，第二及以后反应器内的绝对压力平均值保持在0.03～0.08Mpa之间，液态乙苯总体积空速为0.25～0.4小时-1，脱氢反应后的物料经过换热器进行换热回收热量后流入产物分离系统，经分离后得产品，其特征在于，水蒸汽在第一阶段通过换热器来加热反应流出物，并在第二阶段分为两股，其主体水蒸汽于第一脱氢反应器的入口处同乙苯混合，水蒸汽与乙苯的质量比为0.6～1.4∶1，另一股补充水蒸汽于第二脱氢反应器的入口处同第一脱氢反应器出口物料混合，反应系统总的蒸汽与乙苯的质量比为1.2～1.8∶1。
在本发明中采用的催化剂为现有用于乙苯脱氢的以氧化铁为主的催化剂。任何脱氢反应器均可用来实施本发明所述的方法，但是以径向反应器或轴径向反应器为宜。主水蒸汽与补充水蒸汽的比例优选0.5～4∶1(质量比)。
本发明具有以下优点：
一是设备简单、投资少，相对现有乙苯负压脱氢三段工艺，减少了一个换热器，节省了投资；二是根据反应的要求，分段补入蒸汽，适应多段反应的特点，又可降低系统压降(可减少2～3kPa，针对相同催化剂而言)；三是采用直接换热替代间接换热，则压降小，更符合乙苯脱氢负压操作；四是乙苯转化率高，乙苯转化率在70～78％，选择性约为95％或更高，热量的利用率比二段工艺高，同时相应减少后系统分离设备的负荷。
附图说明
图1为本发明所述乙苯催化脱氢生产苯乙烯方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
如图1中：乙苯先在热交换器1中汽化，通过管路进入换热器2中与反应器8中产生的流出物进行热交换之后进入混合器9中，在混合器9中与主水蒸汽混合。总水蒸汽通过管路输入炉子3进行热交换。加热后的水蒸汽被导入中间热交换器5中，其把从反应器7中产生的流出物加热，换热后的水蒸汽输入炉子4，在此被加热，从炉子4出来的水蒸汽分为两股，一股主水蒸汽进入混合器9与乙苯混合，水蒸汽与乙苯的质量为0.6～1.4∶1，乙苯和蒸汽混合物离开混合器9时，温度为550～650℃，进入第一脱氢反应器6中进行反应，反应器6内的压力为0.05～0.1MPa(绝对压力)，以0.06～0.08MPa(绝对压力)更佳。另一股补充蒸汽进入混合器10中与自第一脱氢反应器6的流出物混合，补充水蒸汽与原料乙苯的质量比为0.3～0.6∶1，混合物离开混合器10时温度为550～650℃，进入第二脱氢反应器7中进行反应，反应器7内的压力为0.04～0.8MPa(绝对压力)，以0.04～0.06MPa(绝对压力)更佳。从反应器7出来的反应混合物流入热交换器5中与水蒸汽进行换热，加热后温度为550～650℃，流入反应器8，反应器8内的压力为0.03～0.6MPa(绝对压力)，以0.03～0.04MPa(绝对压力)更佳。从反应器8流出的产物经过换热器1、换热器2和换热器3回收热量后流入产物分离系统(图中未标出)，经分离后得目标产物。
在本发明中：乙苯总体积空速为0.25～0.4小时-1，总的水蒸汽与乙苯的质量比为1.2～1.8∶1。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述：
                             实施例
乙苯/蒸汽混合物的催化脱氢以图1的工艺流程进行，脱氢反应器采用径向反应器的形式。反应结果见表1。
                             比较例
乙苯/蒸汽混合物的催化脱氢以专利文献CN1006061B所报道的技术的工艺流程进行，反应器采用径向反应器形式。反应结果见表1。
表1：
  项目     单位     反应器     实施例     比较例
  水蒸汽/乙苯的质量比     wt     第一反应器     1.1∶1     1.6∶1
    第二反应器     1.6∶1     1.6∶1
    第三反应器     1.6∶1     1.6∶1
  反应器进口温度     ℃     第一反应器     625     625
    第二反应器     625     625
    第三反应器     625     625
  平均压力     kPaA     第一反应器     72     76
    第二反应器     58     60
    第三反应器     47     47
  总空间速度     hr-1     /     0.30     0.30
  总乙苯转化率     ％     /     73     73
  总苯乙烯选择性     mol％     /     95.5     94.9

Claims (3)

1、一种乙苯催化脱氢生产苯乙烯的改进方法，其采用多段复合换热反应工艺，脱氢作用在一套包括至少三个串联的脱氢反应器中进行，每个反应器前安置一个换热装置，反应物料与高温水蒸汽经直接或间接换热后进入反应器，反应物料在各脱氢反应器入口处被加热到550～650℃，第一反应器内的绝对压力平均值为0.05～0.10Mpa，第二反应器及以后反应器内的绝对压力平均值保持在0.03～0.08Mpa之间，液态乙苯总体积空速为0.25～0.4小时-1，脱氢反应后的物料经过换热器进行换热回收热量后流入产物分离系统，经分离后得产品，其特征在于，水蒸汽在第一阶段通过换热器来加热反应流出物，并在第二阶段分为两股，其主水蒸汽于第一脱氢反应器的入口处同乙苯混合，主水蒸汽与乙苯的质量比为0.6～1.4∶1，另一股补充水蒸汽于第二脱氢反应器的入口处同第一脱氢反应器出口物料混合，反应系统的总水蒸汽与乙苯的质量比为1.2～1.8∶1。
2、如权利要求1所说的乙苯催化脱氢生产苯乙烯的改进方法，其特征在于，其中所说的主水蒸汽与补充水蒸汽的质量比为0.5～4∶1。
3、如权利要求1或2所说的乙苯催化脱氢生产苯乙烯的改进方法，其特征在于，其中所说的脱氢反应器为径向反应器或轴径向反应器。
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